JP3280006B2 - 自動溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、仮付けされた第
１及び第２の板材を位置決め搬送しつつ、自動的に溶接
する自動溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＬＰＧ船の船殻ブロック等のよ
うに、板材に相互に平行な多数の骨材を接合して形成さ
れる大型構造物においては、溶接装置を、板材と骨材の
接合部分に沿って移動し、板材と骨材との接合を行うよ
うにしている。

【０００３】そのため、溶接終了後に、クレーン等で、
この大型構造物を所定の箇所に搬送する必要があり、段
取り替えの手間が余計にかかってしまう。

【０００４】そこで、板材に相互に平行に多数の骨材を
接合して形成される大型構造物を段取り替えなく連続的
に溶接施工し得る効率のよい溶接方法として、例えば特
公平１−４０７１２号公報に記載されるように、板材
に、直線状に形成された骨材と搬送方向とが平行をなす
ように前記板材をコンベヤにより搬送しながら、この板
材が前記コンベヤに対して前記搬送方向と直角な左右方
向に変位にしないように当該板材を規制する一方、前記
コンベヤの上方に固設された溶接装置により前記骨材を
溶接するようにしたものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな方法であると、下側に位置する板材の一方の側端面
を位置決めローラに常に当接させることで位置決めを行
い、その位置決めされた状態でコンベヤ上を移動させて
いるため、その一方の側端面を前記骨材と平行になる直
線形状にし、その部分を位置決めローラにて倣わせる必
要があり、前記板材は形状について一定の制約を受け
る。また、この場合、骨材は、板材の一方の側端面と平
行となるように溶接されることになる。

【０００６】この発明は、下側に位置する水平方向の板
材がどのような形状であっても、自動的に溶接すること
ができる自動溶接装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る自動溶接装
置は、第１の板材と第２の板材とを直角をなすように仮
付けし、その仮付けされた第１及び第２の板材をそれぞ
れ鉛直方向及び水平方向になるように搬送手段にて搬送
しつつ、溶接手段にて溶接する自動溶接装置であって、
前記溶接手段は、前記搬送手段による搬送方向に平行で
ある溶接線を形成するように定位置に配設されており、
前記搬送手段に沿って前記溶接手段に対応して設けられ
前記搬送手段にて搬送される第１の板材を、前記搬送手
段による搬送方向と平行になるように位置決めする案内
手段を備えるものである。すなわち、鉛直方向の第１の
板材を、案内手段にて、搬送手段の搬送方向と平行にな
るように位置決めすることで、その状態で第１及び第２
の板材を搬送するだけで、溶接手段との位置関係が決定
され、溶接手段を移動させることなく、前記両板材の溶
接を可能とするものである。

【０００８】このようにすれば、案内手段にて、鉛直方
向の第１の板材が、搬送手段による搬送方向と平行にな
るように位置決めされることで、搬送方向に直交する方
向についての位置決めがなされ、第１及び第２の板材が
位置決めされた状態で、搬送手段にて所定の搬送方向に
搬送されつつ、定位置に配設されている溶接手段にて自
動的に溶接され、前記搬送手段による搬送方向に平行で
ある溶接線が形成される。よって、案内手段による位置
決めは、鉛直方向の第１の板材を利用してなされるの
で、水平方向の第２の板材の形状は、溶接作業のための
位置決めをする上で制限されない。すなわち、前述した
特公平１−４０７１２号公報に記載の技術のように、第
２の板材の一方の側端面を、位置決めのために第１の板
材と平行になる直線形状にする必要はない。また、前記
第１の板材は、水平方向に延びる上端面を有し、前記溶
接手段が備えるアース手段は、搬送されつつある前記第
１の板材との当接により前記第１の板材の高さを検知す
る高さ検知部材と、該高さ検知部材に連係され前記第１
の板材の高さに応じて昇降し前記溶接手段による溶接時
に前記第１の板材に接触するアース部材とを有する。第
１の板材の高さが一定範囲内において変化する場合にお
いても、自動溶接することを可能とするためである。こ
のようにすることで、搬送手段にて搬送されつつある第
１の板材との当接により、高さ検知部材にて第１の板材
の高さが検知され、その第１の板材の高さに応じて、ア
ース部材が昇降され、アース部材の高さが調整される。
よって、異なる高さの第１の板材が連続的に搬送されて
も、アース部材の高さが調整され、アース部材が第１の
板材の上端面に自動的に接触するようになり、溶接手段
による溶接が行われている際には、第１の板材を接地す
ることが簡単に実現される。さらに、前記高さ検知部材
は、搬送方向に長い部材で、回転可能に支持され、前記
第１の板材と当接する下側部分に摺動部材が、それと反
対の上側部分にバランスウェイトがそれぞれ設けられ、
中間部分に前記高さ検知部材と直交する方向に延びる連
結部材が設けられ、この連結部材が前記アース部材を昇
降させる昇降機構に連係されている。ここで、「摺動部
材」とは、第１の板材との当接により無理なく回転する
ように、摩擦係数の低い部材であること意味し、低摩擦
係数の摺動材のほか、複数個のベアリングを一定間隔で
設けることも含まれる。このようにすることで、第１の
板材が高さ検知部材に接触すると、第１の板材が高さ検
知部材の下側部分（摺動部材）を摺動し、第１の板材の
高さに応じて、高さ検知部材が回転され、それに伴って
アース部材が昇降され、アース部材が第１の板材の上端
面に接触する高さとされる。このとき、高さ検知部材の
上側部分にバランスウェイトが設けられているので、高
さ検知部材の回転変位は、バランスよく無理なく行われ
る。

【０００９】具体的には、前記案内手段が、前記搬送手
段の側方に前記搬送手段に沿って配設され前記溶接手段
が設けられている部位の前後に亘って延びる位置規制手
段と、前記第１の板材を、前記位置規制手段に対して弾
性的に押さえ付ける第１の押さえ付け部材とを有する構
成とすることで、簡単に実現される。なお、前記位置規
制手段や第１の押さえ付け部材が、溶接手段による溶接
作業を妨げない位置に設けられているのは勿論である。

【００１０】このようにすれば、鉛直方向の第１の板材
が第１の押さえ付け部材にて位置規制手段に押し付けら
れ、それらの間に挟持されることで、搬送方向に直交す
る方向についての位置決めが簡単になされる。それに加
えて、鉛直方向の第１の板材を、それの厚さ方向におい
て、第１の押さえ付け部材にて位置規制手段に対して弾
性的に押さえ付け、前記第１の押さえ付け部材と位置規
制手段とで挟み込むようにしているので、第１の板材の
板厚が変わっても対応することができる。

【００１１】また、さらに、前記溶接手段が設けられて
いる部位の上流側に設けられ、前記第２の板材の通過を
検出する第１のリミットスイッチと、該第１のリミット
スイッチよりの信号を受け、前記第２の板材の前端部の
通過を検出してから一定時間経過した後に前記溶接手段
を作動させ、前記第２の板材の後端部を検出してから一
定時間経過した後に前記溶接手段の作動を停止させる制
御手段とを備えるようにすることが、自動化を図る点か
ら望ましい。ここで、検出される第２の板材の前後端部
は、第１の板材を延長した場合に交わる部分付近である
ことが望ましく、通過してから、前記一定時間経過後に
第１及び第２の板材の被溶接部分が、前記溶接手段が設
けられている部位に達することになる部分である。前記
一定時間は、例えば前記制御手段が有するタイマーによ
って計測される。また、第１の板材の前後端部の第２の
板材の端縁部からの間隔は、通常、一定とされているた
め、前記一定時間は、搬送手段による搬送速度を考慮し
て、制御手段にプリセットすることで対応できるが、前
記間隔が複数種類ある場合には、前記第１のリミットス
イッチの場合と同様に、鉛直方向の第１の板材の通過を
検出するリミットスイッチを設けて、そのリミット信号
よりの信号が入力される場合にそれが優先されるように
して、前記一定時間（溶接開始タイミング及び溶接終了
タイミング）を適宜修正するようにすることも可能であ
る。

【００１２】このようにすれば、仮付けされた第１及び
第２の板材が一定の速度で搬送手段にて搬送され、第２
の板材の前端部が第１のリミットスイッチで検出される
と、制御手段が、溶接を開始する必要があると判定し
て、例えばタイマーが作動して、溶接開始端が溶接手段
が設けられている部位に達するまでの一定時間の経過が
カウントされる。そして、その一定時間が経過すると、
第１及び第２の板材の被溶接部分の溶接開始端が、搬送
手段による搬送にて、溶接手段が設けられている部位に
達し、前記制御手段よりの指令にて溶接手段により、第
１及び第２の板材の被溶接部分に対する溶接が開始され
る。それに続いて、第２の板材の後端部が第１のリミッ
トスイッチで検出されると、制御手段が、溶接を終了す
る必要があると判定して、タイマーが作動して、溶接終
了端が溶接手段が設けられている部位に達するまでの一
定時間の経過がカウントされる。そして、その一定時間
が経過すると、第１及び第２の板材の被溶接部分の溶接
終了端が、搬送手段による搬送にて、溶接手段が設けら
れている部位に達し、前記制御手段よりの指令にて溶接
手段による第１及び第２の板材の被溶接部分に対する溶
接が停止される。

【００１３】この場合、第１及び第２の板材は、位置規
制手段と第１の押さえ付け部材との間に挟まれ位置決め
されつつ搬送されているので、溶接手段はスタンバイ状
態になっていれば、制御手段よりの指令により定位置に
おいて溶接処理を直ちに開始することができ、プリセッ
トされた溶接条件に従い、第１及び第２の板材の被溶接
部分に対する溶接が行われる。

【００１４】前記搬送手段は、回転駆動される複数本の
エンドレスチェーンと、該エンドレスチェーンの間に回
転自在に設けられた多数の補助ローラとを有し、さら
に、前記搬送手段にて搬送される第２の板材を、前記搬
送手段に対して弾性的に押さえ付ける第２の押さえ付け
部材を備えるようにすることも可能である。なお、前記
第２の押さえ付け部材も、前記位置規制手段や第１の押
さえ付け部材と同様に、溶接手段による溶接作業を妨げ
ない位置に設けられているのはいうまでもない。

【００１５】このようにすれば、第２の板材が、第２の
押さえ付け部材によって、搬送手段に対し弾性的に押さ
え付けられているので、搬送中あるいは溶接中に第２の
板材が浮き上がるということがなく、エンドレスチェー
ンとの間に一定の摩擦力が確保され、エンドレスチェー
ンが空回りされないようにされる。また、搬送手段は、
複数本のエンドレスチェーンの間に多数の補助ローラが
回転可能に設けられてなるので、補助ローラの回転にて
搬送が補助され、前記第２の押さえ付け部材による押さ
え付けによって、円滑な搬送が妨げられることはない。

【００１６】また、前記第１の部材は、水平方向に延び
る上端面を有し、前記溶接手段が備えるアース手段は、
搬送されつつある前記第１の板材との当接により前記第
１の板材の高さを検知する高さ検知部材と、該高さ検知
部材に連係され前記第１の板材の高さに応じて昇降し前
記溶接手段による溶接時に前記第１の板材に接触するア
ース部材とを有するようにすることで、第１の板材の高
さが一定範囲内において変化する場合においても、自動
溶接することが可能とされる。

【００１７】このようにすれば、搬送手段にて搬送され
つつある第１の板材との当接により、高さ検知部材にて
第１の板材の高さが検知され、その第１の板材の高さに
応じて、アース部材が昇降され、アース部材の高さが調
整される。よって、異なる高さの第１の板材が連続的に
搬送されても、アース部材の高さが調整され、アース部
材が第１の板材の上端面に自動的に接触するようにな
り、溶接手段による溶接が行われている際には、第１の
板材を接地することが簡単に実現される。

【００１８】その場合、前記高さ検知部材は、搬送方向
に長い部材で、回転可能に支持され、前記第１の板材と
当接する下側部分に摺動部材が、それと反対の上側部分
にバランスウェイトがそれぞれ設けられ、中間部分に前
記高さ検知部材と直交する方向に延びる連結部材が設け
られ、この連結部材が前記アース部材を昇降させる昇降
機構に連係されるようにすることができる。ここで、
「摺動部材」とは、第１の板材との当接により無理なく
回転するように、摩擦係数の低い部材であること意味
し、低摩擦係数の摺動材のほか、複数個のベアリングを
一定間隔で設けることも含まれる。

【００１９】このようにすれば、第１の板材が高さ検知
部材に接触すると、第１の板材が高さ検知部材の下側部
分（摺動部材）を摺動し、第１の板材の高さに応じて、
高さ検知部材が回転され、それに伴ってアース部材が昇
降され、アース部材が第１の板材の上端面に接触する高
さとされる。このとき、高さ検知部材の上側部分にバラ
ンスウェイトが設けられているので、高さ検知部材の回
転変位は、バランスよく無理なく行われる。

【００２０】また、前記昇降機構は、長さ調節可能なワ
イヤー部材を介して前記連結部材に連係され搬送方向に
長い昇降部材を有し、前記昇降部材には、一定間隔を存
して２つのアース部材が設けられ、該両アース部材の間
において前記溶接手段による溶接が行われるようにする
ことが望ましい。

【００２１】このようにすれば、溶接手段による溶接作
業中に、第１の板材の上端面にいずれか一方のアース部
材が接触していることとなり、第１の板材の接地が確実
になされる。

【００２２】さらに、前記溶接手段が設けられている部
位の下流側に設けられ、上向きのバーナーによって加熱
して歪み取りを行う歪取手段を備えることが望ましい。

【００２３】このようにすれば、溶接作業に連続して、
その溶接作業により生じた歪みを、歪取手段のバーナー
の加熱により取り除くことができ、効率のよく、一連の
溶接・歪取作業が実現される。特に、上向きのバーナー
によって加熱するので、連続して搬送しつつ歪み取りを
行うことができる。

【００２４】この場合、前記歪取手段の上向きバーナー
による加熱のタイミングを制御し自動化を図るために、
さらに、前記溶接手段が設けられている部位の下流側に
設けられ、前記第２の板材の通過を検出する第２のリミ
ットスイッチを備え、前記案内手段は、さらに、前記搬
送手段に沿って前記歪取手段にも対応するように延長し
て設けられ、前記制御手段が、前記第２のリミットスイ
ッチよりの信号を受け、前記第２の板材の前端部の通過
を検出してから一定時間経過した後に前記歪取手段を作
動させ、前記第２の板材の後端部を検出してから一定時
間経過した後に前記歪取手段の作動を停止させるもので
あることが望ましい。ここで、検出される第２の板材の
前後端部は、前述した第１の板材の場合と同様であり、
通過してから、前記一定時間経過後に第１及び第２の板
材の被溶接部分が、前記歪取手段が設けられている部位
に達することになる部分である。前記一定時間は、例え
ば前記制御手段が有するタイマーによって計測される。

【００２５】このようにすれば、溶接作業が終了した第
１及び第２の板材は、さらに一定の速度で搬送され、第
２のリミットスイッチにて第２の板材の前端部が検出さ
れると、制御手段が、溶接を終了して次に歪み取りを行
うと判定して、タイマーが作動して、歪取作業を開始す
るまでの一定時間をカウントする。そして、一定時間経
過後第１及び第２の板材の溶接開始部分が歪取手段のと
ころに達するので、前記歪取手段のバーナーにて下側か
ら加熱される。また、前記第２の板材の後端部を検出し
てから、一定時間経過した後には、第１及び第２の板材
の溶接終了部分が歪取手段のところに達するので、前記
歪取手段の作動を停止させる。このようにして、溶接作
業に連続する歪取作業が自動化される。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に沿って説明する。

【００２７】図１は本発明に係る自動溶接装置の概略構
成を示す斜視図、図２は本発明に係る自動溶接装置の溶
接加工部分の概略断面図である。

【００２８】図１及び図２に示すように、自動溶接装置
１は、図示しないホイストにて搬送されてきた第１の板
材である縦板材２（スティフナ）と第２の板材である横
板材３とをそれらが直角をなすように作業者が仮付溶接
（ＣＯ₂溶接）し、その仮付溶接された縦板材２と横板
材３をそれぞれ鉛直方向及び水平方向になるように位置
決めしつつ搬送手段４にて搬送し、その搬送過程におい
て定位置に配設された溶接手段５にて溶接し、それから
歪取手段６にて歪み取りを行い、目視、手直し、検査の
後、完成品として次の工程に排出するものである。

【００２９】前記搬送手段４は、複数本（本実施の形態
では３本）のエンドレスチェーン４Ａが回転駆動され
て、このチェーンの要素が、縦板材２が横板材３に立設
された状態の前記横板材３の下面に接触し、それらの間
に生ずる摩擦力によって搬送するものである。前記エン
ドレスチェーン４Ａの左右方向の間には、多数の補助ロ
ーラ４Ｂが一定のピッチでもって回転自在に設けられ、
前記エンドレスチェーン４Ａによる搬送を補助するよう
になっている。

【００３０】前記搬送手段４の側方には、位置規制手段
７が、前記搬送手段４に沿って配設されている。この位
置規制手段７は、前記溶接手段５及び歪取手段６に対応
して、すなわち前記溶接手段５及び歪取手段６が設けら
れている部位の前後に亘って延びるように設けられてい
る。前記位置規制手段７は、搬送手段４の側方に位置し
搬送方向に延びる支持部材７ａに一定の間隔でもって設
けられたローラハウジング７ｂと、該ローラハウジング
に鉛直方向の軸線を有するように回転可能に設けられた
位置規制ローラ７ｃとを備える。

【００３１】また、前記位置規制手段７に対応して、搬
送中の前記縦板材２を前記位置規制手段７に対して弾性
的に押さえ付ける複数個の第１の押さえ付けローラ８
（第１の押さえ付け部材）が設けられている。第１の押
さえ付けローラ８は、図示しない支持部材に鉛直方向の
軸線を有するように設けられ、図２に示すように、第１
のスプリング９にて位置規制手段７側に弾性的に付勢さ
れ、位置規制ローラ７ｃとの間に縦板材２を挟持するこ
とで、左右方向の位置決めをするようになっている。こ
の位置決めをする位置規制手段７及び第１の押さえ付け
ローラ８によって、縦板材２を、搬送手段４による搬送
方向と平行になるように位置決めする案内手段が構成さ
れている。

【００３２】前記支持部材には、また、水平方向の軸線
を有する複数個の第２の押さえ付けローラ１０（第２の
押さえ付け部材）が設けられ、該第２の押さえ付けロー
ラ１０は、図２に示すように、第２のスプリング１１に
て搬送手段４側に対して弾性的に押さえ付けられ、横板
材３が上方に浮き上がらないようにして、エンドレスチ
ェーン４Ａが空回りしないようにされている。

【００３３】これによって、仮付溶接された縦板材２と
横板材３とは、前記両押さえ付けローラ８，１０にて位
置規制ローラ７ｃ側に弾性的に押しやられると共に浮き
上がってエンドレスチェーン４Ａが空回りをしないよう
に弾性的に規制され、その状態で、前記両板材２，３の
溶接部材に対して、前記溶接手段５にて溶接が行われ
る。

【００３４】この溶接手段５は、搬送される縦板材２の
両側に対称に位置する２つの溶接トーチ５ａ，５ｂを有
し、一定の傾斜角度をもって所定の定位置に設けられ、
縦板材２の下縁部分の両側を横板材３の上面に溶接する
ようになっている。そして、溶接手段５の溶接トーチ５
ａ，５ｂは、位置決めされた縦板材２の搬送経路にほぼ
対応して配設されており、その溶接トーチ５ａ，５ｂに
よって形成される溶接線は、搬送手段４による搬送方向
と平行になる。

【００３５】また、前記溶接手段５が設けられている部
位の上流側には、前記搬送手段４の下側に、水平状態の
横板材３の通過を検出する第１のリミットスイッチ１２
が設けられている。この第１のリミットスイッチ１２
は、後述の第２のリミットスイッチ４１とともに、位置
決めされる縦板材２の搬送経路に対応して配置されてい
る。

【００３６】前記第１のリミットスイッチ１２は、横板
材３が通過している間は横板材３の下面がそれの接触子
に接触していることから、ＯＮ状態を維持し、通過後、
接触が解除されてＯＦＦ状態に切り換わる。よって、第
１のリミットスイッチ１２がＯＦＦ状態からＯＮ状態に
切り換わることで、横板材３の前端部が検出され、ＯＮ
状態からＯＦＦ状態に切り換わることで、横板材３の後
端部が検出されることになる。前記第１のリミットスイ
ッチ１２より検出信号は、マイクロコンピュータからな
る制御手段（図示せず）に送信され、この制御手段が、
前記横板材３の前端部を検出すると、それをトリガーと
して、制御手段が内蔵するタイマー（図示せず）が、プ
リセットされた一定時間のカウントを開始し、前記横板
材３の前端部の通過を検出してから前記一定時間経過し
た後に、前記溶接手段５の設けられている部位を通過す
ることから、前記溶接手段５を作動させ、溶接作業を開
始させる。また、前記後端部を検出すると、それをトリ
ガーとして制御手段のタイマー（図示せず）が一定時間
のカウントを開始し、前記横板材３の後端部の通過を検
出してから一定時間経過した後に、前記溶接手段５の設
けられている部位を通過することから、前記溶接手段５
の作動を停止させ、溶接作業を終了する。

【００３７】ここで、縦板材２と横板材３との形状等、
溶接条件は予め定められており、制御手段にプリセット
されるので、熟練は必要としない。

【００３８】また、前記溶接手段５は、テコの原理を利
用したアース手段２１を備える。前記アース手段２１
は、前記搬送手段４にて搬送されつつある縦板材２との
当接により前記縦板材２の高さを検出する高さ検知部材
２２と、該高さ検知部材２２に連係され前記縦板材２の
高さに応じて昇降し、前記溶接手段５（溶接トーチ５
ａ，５ｂ）による溶接作業時に前記縦板材２の上端面
（塗装等がされていない金属露出面）に接触するアース
部材２３Ａ，２３Ｂとを有する。

【００３９】前記高さ検知部材２２は、搬送方向に長く
前記搬送方向に沿って配設され、ほぼ中間位置を回転中
心として回転可能に支持された長尺部材である。前記高
さ検知部材２２は、前記回転中心の一側で縦板材２と当
接する下側部分には、複数のベアリング２４が摺動部材
として設けられ、それと反対の上側部分の端部付近には
バランスウェイト２５がそれぞれ設けられている。

【００４０】また、前記高さ検知部材２２は、回転中心
部付近の中間部分において、それと直交する方向に延び
る連結部材２６が突設され、その連結部材２６の先端
が、連係ワイヤー２７を介して、アース部材２３Ａ，２
３Ｂを昇降させる昇降機構２８に連係されている。な
お、連係ワイヤー２７の途中には、連係ワイヤー２７の
長さを調整できるようにターンバックル２９が設けられ
ている。

【００４１】前記昇降機構２８は、前記連係ワイヤー２
７が連係される昇降部材３０を有する。前記昇降部材３
０は、搬送方向に長く、位置決めされる縦板材２の搬送
経路上において水平状態で昇降可能なるように配設され
ている。昇降部材３０には、一定間隔を存して２つのア
ース部材２３Ａ，２３Ｂ（銅板）が設けられ、これらの
間に前記溶接手段５（溶接トーチ５ａ，５ｂ）が位置す
るようになっており、前記両アース部材２３Ａ，２３Ｂ
の間において前記溶接手段５による溶接が行われること
になる。各アース部材２３Ａ，２３Ｂは、Ｌ字形状で、
前記アース部材２３Ａ，２３Ｂを下方に付勢するスプリ
ング３１Ａ，３１Ｂにより弾性的に支持され、縦板材２
の上端面２ａに弾性的に接触するようになっている。

【００４２】さらに、前記溶接手段５が設けられ溶接作
業が行われる部位の下流側に、上向きのメインバーナー
６ａによって歪み取りを行う歪取手段６が設けられてい
る。この歪取手段６により歪み取りが行われるときも、
前述したように、位置規制ローラ７ｃと第１の押さえ付
けローラ８とによる左右方向の位置決めは行われてお
り、前記メインバーナー６ａが、位置決めされた縦板材
２の搬送経路にほぼ対応するように、その下側に設けら
れている。なお、６ｂはメインバーナー６ａに点火する
ための種火バーナーである。

【００４３】さらに、前記溶接手段５による溶接作業が
行われる部位の下流側であって前記歪取手段６の上流側
に、横板材３の通過を検出する第２のリミットスイッチ
４１が設けられている。この第２のリミットスイッチ４
１は、第１のリミット１２と同一構造で、前記制御手段
が第２のリミットスイッチ４１よりの信号を受け、前述
した溶接手段５の場合と同様の制御を行うようになって
いる。よって、第２のリミットスイッチ４１が前記横板
材３の前端部の通過を検出したことをトリガーとして、
制御手段のタイマーによって一定時間のカウントが開始
され、一定時間が経過した後に、縦板材２と横板材３と
の溶接開始部分が、前記歪取手段６が設けられている部
位を通過するので、種火バーナー６ｂにてメインバーナ
ー６ａを点火させ、歪取手段６を作動させ、歪み取りを
行う。また、第２のリミットスイッチ４１によって前記
横板材３の後端部の通過が検出されたことをトリガーと
して、制御手段のタイマーがカウントを開始し、一定時
間経過した後に、縦板材２と横板材３との溶接終了部分
が、前記歪取手段６が設けられている部位を通過するの
で、前記メインバーナを消し、前記歪取手段６の作動を
停止させるという、具合に、制御手段によって制御され
る。

【００４４】続いて、上記自動溶接装置１の動作につい
て説明する。

【００４５】まず、搬送手段４による搬送開始端付近に
おいて、図示しないホイストにて搬送されてきた縦板材
２と横板材３とを、図４（ａ）（ｂ）に示すように、そ
れらが直角をなすように作業者が、それらの両端部分Ｓ
１，Ｓ２を仮付溶接する。そのようにして仮付溶接され
た縦板材２と横板材３とが、それぞれ鉛直方向及び水平
方向になる状態でもって、搬送手段４にて搬送される。

【００４６】この搬送の時に、鉛直方向の縦板材２が第
１の押さえ付けローラ８にて位置規制ローラ７ｃ側に押
し付けられ、それらの間に挟持されることで、搬送方向
に直交する方向についての位置決めがなされる。このよ
うに、位置決めは、鉛直方向の縦板材２を利用してなさ
れるので、水平方向の横板材３の形状は、溶接のための
位置決めをする上での制限はなく、位置規制ローラ７ｃ
側の部分は、長い場合には、位置規制ローラ７ｃの下側
に位置することになる。すなわち、位置規制ローラ７ｃ
は、搬送手段４の上側に若干突出していることになる。

【００４７】ここで、第１及び第２の押さえ付けローラ
８，１０は、第１及び第２のスプリング９，１１にて押
し付け方向に付勢されているので、縦板材２及び横板材
３の板厚が変化しても、スプリング９，１１が伸張又は
収縮することで対応できる。よって、形状や板厚が異な
る板材であっても、連続して溶接することを実現でき
る。

【００４８】仮付溶接された両板材２，３は、一定の速
度で搬送手段４にて搬送され、横板材３の被検出部が第
１のリミットスイッチ１２で検出されると、その検出信
号を受けた制御手段が、溶接を開始する必要があると判
定して、制御手段のタイマーが作動して、溶接開始まで
の一定時間の経過がカウントされる。そして、その一定
時間が経過すると、両板材２，３の溶接部分が、搬送手
段４の搬送にて、溶接手段５が設けられている部位に達
し、前記溶接手段５にて、両板材２，３の溶接部分に対
する溶接が自動的に開始される。この場合、両板材２，
３は位置決めされつつ搬送されているので、定位置にお
いて溶接手段５の溶接トーチ５ａ，５ｂが溶接処理を施
すことで、両板材２，３の溶接部分の両側に対する溶接
が無理なく行われる。なお、第１のリミットスイッチ１
２よりの信号を制御手段が受けると、制御手段が、溶接
手段４をスタンバイ状態になるように支持し、溶接の開
始は、作業者が操作盤などの操作でタイミングを計って
実行するようにしてもよい。

【００４９】このようにして両板材２，３が位置決めさ
れた状態で、搬送手段４にて所定の搬送方向に搬送され
つつ、定位置に配設された溶接手段５にて、図５（ａ）
（ｂ）に示すように、順次連続的に溶接される。

【００５０】また、この溶接作業に先立って、搬送され
つつある縦板材２は、高さ検知部材に当接して、その高
さ検知部材２２を回転させ、縦板材２の高さに応じて、
昇降部材３０を昇降させる。このとき、縦板材２の前端
部は、高さ検知部材２２の２４上を滑るようになるの
で、高さ検知部材２２は無理なく円滑に回転される。

【００５１】この昇降部材３０の昇降によりアース部材
３１Ａ，３１Ｂも縦板材２の高さに応じて昇降し、溶接
作業時には、アース部材３１Ａ，３１Ｂが縦板材２の上
端面２ａに弾性的に接触していることになる。このと
き、アース部材３１Ａ，３１Ｂはスプリング３２Ａ，３
２Ｂにて下方に付勢されているので、縦板材２の上端面
２ａに若干の凹凸があっても確実に接触することにな
る。

【００５２】図６（ａ）（ｂ）に示すように、溶接が終
了すると、それに続いて、位置決め状態を維持したまま
歪取手段６のメインバーナー６ａにて加熱され、歪み取
りが行われる。この歪取作業も、前述した溶接作業の場
合と同様に、第２のリミットスイッチ４１を利用して、
タイミングを計って行われる。

【００５３】それから、目視、手直し、検査の後、完成
品として次の工程に排出される。このように一連の溶接
作業が連続的に自動的に行われる。

【００５４】

【発明の効果】この発明は、以上に説明したように実施
され、以下に述べるような効果を奏する。

【００５５】本発明に係る自動溶接装置は、搬送手段に
て搬送される第１の板材を、案内手段によって、前記搬
送手段による搬送方向と平行になるように、搬送方向に
直交する方向についての位置決めをし、その第１及び第
２の板材を位置決めした状態で、搬送手段にて所定の搬
送方向に搬送しつつ、定位置に配設された溶接手段にて
溶接するようにしているので、溶接される第１及び第２
の部材を搬送しつつ、溶接作業を行うことができ、作業
効率のよい溶接作業を実現できる。即ち、溶接装置をセ
ットする手間、溶接される部材を移動させる手間がなく
なり、自動化、省人化を図る上で有利となる。また、位
置決めは、案内手段にて、鉛直方向の第１の板材を利用
してなされるので、水平方向の第２の板材の形状は、溶
接のための位置決めをする上での制限はされず、非常に
汎用性が高くなる。また、前記第１の板材が、水平方向
に延びる上端面を有するとともに、前記溶接手段が備え
るアース手段が、高さ検知部材を、搬送されつつある前
記第１の板材と当接させることで前記第１の板材の高さ
を検知し、前記第１の板材の高さに応じて、前記溶接手
段による溶接時に前記第１の板材に接触するアース部材
を昇降させるようにしているので、鉛直方向の第１の板
材の高さに応じてアース部材を昇降して、それの高さを
調整することができる。よって、第１の板材の高さが異
なる場合でも、アース部材が第１の板材の上端面に自動
的に接触することとなり、連続的に自動溶接することを
実現できる。さらに、前記高さ検知部材が、前記第１の
板材と当接する下側部分に摺動部材を、それと反対の上
側部分の端部付近にバランスウェイトをそれぞれ設け、
中間部分の連結部材を前記アース部材を昇降させる昇降
機構に連係することで、第１の板材が高さ検知部材に接
触すると、第１の板材の端部上を高さ検知部材の下側部
分（摺動部材）が摺動し、第１の高さ検知部材の高さに
応じて、高さ検知部材が回転してアース部材が昇降する
こととなり、バランスよく、スムーズに、アース部材を
第１の板材が接触する高さとすることができる。

【００５６】そのような構成は、前記案内手段が、前記
搬送手段の側方に前記搬送手段に沿って配設され前記溶
接手段が設けられている部位の前後に亘って延びる位置
規制手段と、前記第１の板材を、前記位置規制手段に対
して弾性的に押さえ付ける第１の押さえ付け部材とを有
するように構成することで、簡単に実現することができ
る。それに加えて、このような構成とすることで、第１
の板材を、それの厚さ方向において第１の押さえ付け部
材と位置規制手段とで挟み込んで位置決めすることがで
き、第２の板材の板厚が変わっても対応することがで
き、搬送手段による搬送を妨げることもない。

【００５７】また、前記溶接手段が設けられている部位
の上流側に、前記第２の板材の通過を検出する第１のリ
ミットスイッチを設け、溶接手段による溶接のタイミン
グを制御手段にて制御するようにすれば、溶接手段を移
動させることなく、定位置において、第１及び第２の板
材の溶接部材に対する溶接を無理なく行うことができ
る。

【００５８】前記搬送手段を、複数本のエンドレスチェ
ーンと、それらの間の多数の補助ローラとで構成し、さ
らに、前記搬送手段にて搬送される第２の板材を、第２
の押さえ付け部材にて前記搬送手段に対して弾性的に押
さえ付けるようにすれば、エンドレスチェーンを空回り
させることなく、円滑な搬送を実現することが可能とな
る。

【００５９】さらに、前記第１の部材が、水平方向に延
びる上端面を有するとともに、前記溶接手段が備えるア
ース手段が、高さ検知部材を、搬送されつつある前記第
１の板材と当接させることで前記第１の板材の高さを検
知し、前記第１の板材の高さに応じて、前記溶接手段に
よる溶接時に前記第１の板材に接触するアース部材を昇
降させるようにしているので、鉛直方向の第１の板材の
高さに応じてアース部材を昇降して、それの高さを調整
することができる。よって、第１の板材の高さが異なる
場合でも、アース部材が第１の板材の上端面に自動的に
接触することとなり、連続的に自動溶接することを実現
できる。

【００６０】その場合、前記高さ検知部材が、前記第１
の板材と当接する下側部分に摺動部材を、それと反対の
上側部分の端部付近にバランスウェイトをそれぞれ設
け、中間部分の連結部材を前記アース部材を昇降させる
昇降機構に連係することで、第１の板材が高さ検知部材
に接触すると、第１の板材の端部上を高さ検知部材の下
側部分（摺動部材）が摺動し、第１の高さ検知部材の高
さに応じて、高さ検知部材が回転してアース部材が昇降
することとなり、バランスよく、スムーズに、アース部
材を第１の板材が接触する高さとすることができる。

【００６１】また、前記昇降機構の昇降部材には、一定
間隔を存して２つのアース部材を設け、該両アース部材
の間において前記溶接手段による溶接を行うようにすれ
ば、溶接手段による溶接作業中に、第１の板材の上端面
にいずれかのアース部材が接触していることとなり、第
１の板材の接地を確実に実現することができる。

【００６２】さらに、前記溶接手段が設けられている部
位の下流側に、歪取手段を設ければ、溶接作業に連続し
て、その溶接作業により生じた歪みを、歪取手段により
取り除くことができる。よって、溶接作業に続いて歪取
作業も連続してできるので、自動化、省人化を図る上で
より一層有利となる。

【００６３】この場合、前記溶接手段による溶接作業が
行われる部位の下流側に、前記第２の板材の通過を検出
する第２のリミットスイッチを設け、前記第２のリミッ
トスイッチよりの信号に基づき、制御手段が、歪取手段
の作動のタイミングを制御するようにすれば、定位置に
おいて、第１及び第２の板材の溶接部材に対する歪み取
りを自動的に行うことを容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動溶接装置の概略構成を示す説
明図である。

【図２】本発明に係る自動溶接装置の溶接加工部分の概
略断面図である。

【図３】本発明に係るアース手段の概略構成を示す説明
図である。

【図４】溶接作業の手順を示すもので、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は平面図である。

【図５】溶接作業の手順を示すもので、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は平面図である。

【図６】溶接作業の手順を示すもので、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は平面図である。

【符号の説明】

１ 自動溶接装置 ２ 縦板材 ２ａ 上端面 ３ 横板材 ４ 搬送手段 ４Ａ エンドレスチェーン ４Ｂ 補助ローラ ５ 溶接手段 ５ａ 溶接トーチ ５ｂ 溶接トーチ ６ 歪取手段 ６ａ メインバーナー ７ 位置規制手段 ７ｃ 位置規制ローラ ８ 第１の押さえ付けローラ ９ 第１のスプリング １０ 第２の押さえ付けローラ １１ 第２のスプリング １２ 第１のリミットスイッチ ２１ アース手段 ２２ 高さ検知部材 ２３Ａ アース部材 ２３Ｂ アース部材 ２４ ベアリング ２５ バランスウェイト ２８ 昇降機構 ３０ 昇降部材 ３１Ａ アース部材 ３１Ｂ アース部材 ３２Ａ スプリング ３２Ｂ スプリング ４１ 第２のリミットスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 37/06 Ｂ２３Ｋ 37/06 Ｋ Ｂ２３Ｑ 7/05 Ｂ２３Ｑ 7/05 Ｚ (72)発明者 瀬戸 武雄 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 平２−133190（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−155147（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−134077（ＪＰ，Ｕ) 実公 平４−44308（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/02 B23K 9/00 B23K 9/025 B23K 9/12 B23K 37/00 B23K 37/06 B23Q 7/05

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の板材と第２の板材とを直角をなす
   ように仮付けし、その仮付けされた第１及び第２の板材
   をそれぞれ鉛直方向及び水平方向になるように搬送手段
   にて搬送しつつ、溶接手段にて溶接する自動溶接装置で
   あって、 前記溶接手段は、前記搬送手段による搬送方向に平行で
   ある溶接線を形成するように定位置に配設されており、 前記搬送手段に沿って前記溶接手段に対応して設けられ
   前記搬送手段にて搬送される第１の板材を、前記搬送手
   段による搬送方向と平行になるように位置決めする案内
   手段を備え、前記第１の板材 は、水平方向に延びる上端面を有し、 前記溶接手段が備えるアース手段は、搬送されつつある
   前記第１の板材との当接により前記第１の板材の高さを
   検知する高さ検知部材と、該高さ検知部材に連係され前
   記第１の板材の高さに応じて昇降し前記溶接手段による
   溶接時に前記第１の板材に接触するアース部材とを有
   し、 前記高さ検知部材は、搬送方向に長い部材で、回転可能
   に支持され、前記第１の板材と当接する下側部分に摺動
   部材が、それと反対の上側部分にバランスウェイトがそ
   れぞれ設けられ、中間部分に前記高さ検知部材と直交す
   る方向に延びる連結部材が設けられ、この連結部材が前
   記アース部材を昇降させる昇降機構に連係されているこ
   とを特徴とする自動溶接装置。
2. 【請求項２】 前記案内手段は、 前記搬送手段の側方に前記搬送手段に沿って配設され前
   記溶接手段が設けられている部位の前後に亘って延びる
   位置規制手段と、 前記第１の板材を、前記位置規制手段に対して弾性的に
   押さえ付ける第１の押さえ付け部材とを有する請求項１
   記載の自動溶接装置。
3. 【請求項３】 さらに、前記溶接手段が設けられている
   部位の上流側に設けられ、前記第２の板材の通過を検出
   する第１のリミットスイッチと、 該第１のリミットスイッチよりの信号を受け、前記第２
   の板材の前端部の通過を検出してから一定時間経過した
   後に前記溶接手段を作動させ、前記第２の板材の後端部
   を検出してから一定時間経過した後に前記溶接手段の作
   動を停止させる制御手段とを備える請求項１又は２記載
   の自動溶接装置。
4. 【請求項４】 前記搬送手段は、回転駆動される複数本
   のエンドレスチェーンと、該エンドレスチェーンの間に
   回転自在に設けられた多数の補助ローラとを有し、 さらに、前記搬送手段にて搬送される第２の板材を、前
   記搬送手段に対して弾性的に押さえ付ける第２の押さえ
   付け部材を備える請求項２又は３記載の自動溶接装置。
5. 【請求項５】 前記昇降機構は、長さ調節可能なワイヤ
   ー部材を介して前記連結部材に連係され搬送方向に長い
   昇降部材を有し、 前記昇降部材には、一定間隔を存して２つのアース部材
   が設けられ、該両アース部材の間において前記溶接手段
   による溶接が行われる請求項１記載の自動溶接装置。
6. 【請求項６】 さらに、前記溶接手段が設けられている
   部位の下流側に設けられ、上向きのバーナーによって加
   熱して歪み取りを行う歪取手段を備える請求項１〜５の
   いずれかに記載の自動溶接装置。
7. 【請求項７】 さらに、前記溶接手段が設けられている
   部位の下流側に設けられ、前記第２の板材の通過を検出
   する第２のリミットスイッチを備え、 前記案内手段は、さらに、前記搬送手段に沿って前記歪
   取手段にも対応するように延長して設けられ、 前記制御手段が、前記第２のリミットスイッチよりの信
   号を受け、前記第２の板材の前端部の通過を検出してか
   ら一定時間経過した後に前記歪取手段を作動させ、前記
   第２の板材の後端部を検出してから一定時間経過した後
   に前記歪取手段の作動を停止させるものである請求項６
   記載の自動溶接装置。